CN215543456U - 一种单晶炉副室自动清洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单晶炉副室自动清洗装置，包括清洗小车，升降机构，旋转擦洗机构以及控制系统，升降机构的底部与清洗小车固接，其顶部连接有旋转擦洗机构，旋转擦洗机构包括清洗底座，清洗底座上固接有旋转电机，旋转电机通过齿轮传动机构带动上方的旋转底板往复旋转，旋转底板上方设有张紧圆环，张紧圆环由至少两个环绕分布且可水平伸缩的外壁面呈弧状的圆环单体构成，通过向外伸张或者向内收缩实现张紧圆环直径的调节，张紧圆环上方设有缠布治具，本实用新型体积较小，操控灵活，通过旋转擦洗机构与升降机构的配合，解决了空间和高度的难题，实现了对单晶炉副室内壁的全面清洗，工作效率高，清洗效果好，省时省力，安全高效。

Description

一种单晶炉副室自动清洗装置

技术领域

本实用新型涉及单晶炉清洗技术领域，尤其涉及一种单晶炉副室自动清洗装置。

背景技术

单晶硅是太阳能电池、半导体芯片的重要材料，单晶硅的制备方法主要是直拉法，采用单晶炉实现，其工艺流程包括抽真空、检漏、压力化、熔料、稳定、熔接、引晶、放肩、转肩、等径、收尾、停炉等工艺。单晶炉副室的洁净程度对单晶硅的品质具有极大的影响，目前，对传统的单晶炉副室的清洗通常都是人工手持特制的长杆，在长杆顶端缠绕上清洗布，通过长杆的上下运动来实现。但是，由于副室高度较高，已经由原来的3米逐渐出现了高达近10米的单晶炉副室。单晶炉副室的清洗工作是个体力活，清洗时通常需要操控长达近7、8米长的长杆，受长杆重量和长度的限制，人工已经难以操作。而且长杆太长，在有限的空间内作业很不方便，不仅不易清洗，而且清洗效果受个人情绪因素制约，清洗过后可能会遗留很多清洗不到的死角，清洗效果很不稳定。这对于拉单晶硅棒的质量管控来讲，是一个比较头痛的问题。加之目前各个工厂的单晶炉数量急剧增加，清洗工作对工人的需求量也随之增加，人力成本大幅提高。因此，急需开发一种单晶炉副室自动清洗装置以解决上述技术问题。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种单晶炉副室自动清洗装置，体积较小，操控灵活，通过旋转擦洗机构与升降机构的配合，解决了空间和高度的难题，实现了对单晶炉副室内壁的全面清洗，改变了传统的人工清洗方式，工作效率高，清洗效果好，省时省力，安全高效，具有广阔的应用前景，有利于推广应用。

为了实现上述目的，本实用新型提供的一种单晶炉副室自动清洗装置，包括清洗小车，升降机构，旋转擦洗机构以及控制升降机构和旋转擦洗机构运行的控制系统，所述升降机构的底部与清洗小车固接，其顶部连接有旋转擦洗机构，所述旋转擦洗机构包括清洗底座，所述清洗底座上固接有旋转电机，所述旋转电机通过齿轮传动机构带动上方的旋转底板往复旋转，所述旋转底板上方设有张紧圆环，所述张紧圆环由至少两个环绕分布且可水平伸缩的外壁面呈弧状的圆环单体构成，通过向外伸张或者向内收缩实现张紧圆环直径的调节，所述张紧圆环上方设有缠布治具。

优选地，所述圆环单体的内侧通过连接轴与连接杆固接，所述连接轴套设于直线轴承内，由直线轴承支撑悬空设置，所述连接轴的两侧平行设置有两根张紧弹簧，其一端与圆环单体内侧连接，另一端与旋转底板上方的弹簧固定座连接，尼龙绳一端与连接杆固接，另一端与张紧电机连接，中间由张紧滑轮张紧，工作时，先通过张紧电机旋转带动尼龙绳向中间拉圆环单体以减小张紧圆环直径，再通过张紧电机反转放松尼龙绳，利用张紧弹簧的弹力挤压圆环单体实现张紧圆环与副室内壁的紧密贴合。

优选地，所述缠布治具的外部包裹有纤维纸，通过纤维纸压紧片和张紧圆环从缠布治具上下两侧压住纤维纸，利用缠布紧固螺钉将整体压在张紧圆环上随张紧圆环运动。

优选地，所述齿轮传动机构，包括齿轮一，齿轮二，中空套筒，钢珠滚轮和带槽转盘，所述中空套筒垂直固接于旋转底板的下方，所述齿轮一与旋转电机输出轴同轴固接，所述齿轮二套接于中空套筒的顶部，与齿轮一相互啮合，所述中空套筒的底端固接有带槽转盘，所述钢珠滚轮固定于清洗底座上，所述钢珠滚轮外表面与带槽转盘外圈的月牙形圆弧槽相配合，使得带槽转盘，中空套筒及其上方连接固定并支撑的旋转底板在钢珠滚轮的夹持下往复旋转。

优选地，所述清洗底座和旋转底座均由径向开口的圆盘构成，所述中空套筒的侧壁上竖直开设有长槽，所述带槽转盘和齿轮二上对应设有切槽，所述开口，长槽和切槽用于容纳单晶炉副室悬吊的钢丝绳及重锤，所述单晶炉副室自动清洗装置上设有钢丝绳固定部件。

优选地，所述旋转擦洗机构的顶部设有高度检测触片，所述清洗底座上设有转动限位机构，所述转动限位机构由L型挡片和限位螺栓构成，所述带槽转盘的上端面于其旋转运行的始末位置处各设有一个限位螺栓，所述L型挡片设置于两个限位螺栓之间，用作机械限位以防止旋转电机过转。

优选地，所述升降机构为电动升降桅杆，通过升降电机和自动卷线器实现电动升降桅杆的升降运动。

优选地，所述清洗小车的底部四角处设有带锁止结构的万向轮。

本实用新型提供的一种单晶炉副室自动清洗装置，具有如下有益效果。

1.本实用新型体积较小，操控灵活，通过旋转擦洗机构与升降机构的配合，解决了空间和高度的难题，实现了对单晶炉副室内壁的全面清洗，改变了传统的人工清洗方式，工作效率高，清洗效果好，省时省力，安全高效，具有广阔的应用前景，有利于推广应用。

2.本实用新型通过张紧电机旋转带动尼龙绳运动以调节张紧圆环直径，调节方便；张紧圆环与副室内壁紧密贴合做往复旋转运动，改善了清洗效果；依靠张紧弹簧的弹力挤压副室内壁，使得纤维纸与内壁以柔性力压紧，可有效兼容内壁直径的差异，进一步提高清洗效果。

3.本实用新型清洗底座和旋转底座上设置的开口，中空套筒侧壁上设置的长槽，带槽转盘和齿轮二上对应设置的切槽，可以容纳单晶炉副室悬吊的钢丝绳及重锤进入设备中心，防止在转动过程中搅动钢丝绳而对设备造成损害，安全性更高。

4.本实用新型利用缠布紧固螺钉将纤维纸和缠布治具整体压在张紧圆环上，可在设备下方将纤维纸缠好，再将整体移至设备上方安装，有效避免了工作人员在高处作业的不便。

5.本实用新型通过控制系统控制升降机构和旋转擦洗机构的运行，采用程序控制，可以确保每个设定的区域不会遗漏，清洗效果更佳，清洗效率更高。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种单晶炉副室自动清洗装置的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种单晶炉副室自动清洗装置的旋转擦洗机构主视图；

图3为本实用新型提供的一种单晶炉副室自动清洗装置的旋转擦洗机构倾斜俯视图；

图4为本实用新型提供的一种单晶炉副室自动清洗装置的圆环单体结构示意图；

图5为本实用新型提供的一种单晶炉副室自动清洗装置的钢珠滚轮与带槽转盘组合结构示意图；

图中：

1.清洗小车 2.升降机构 3.旋转擦洗机构 301.缠布紧固螺钉 302.纤维纸压紧片 303.L型挡片 304.钢珠滚轮 305.带槽转盘 306.高度检测触片307.缠布治具 308.张紧圆环 309.连接轴 310.旋转电机 311.清洗底座 312.旋转底板 313.张紧滑轮 314.张紧弹簧 315.张紧电机 316.尼龙绳 317.圆环单体 318.连接杆 319.中空套筒 320.直线轴承 321.限位螺栓 322.弹簧固定座 323.齿轮一 324.齿轮二 325.开口 326.切槽 4.自动卷线器 5.升降电机。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型做进一步说明，以助于理解本实用新型的内容。

如图1所示，为本实用新型提供的一种单晶炉副室自动清洗装置的结构示意图。该单晶炉副室自动清洗装置包括清洗小车1，升降机构2，旋转擦洗机构3以及控制升降机构和旋转擦洗机构运行的控制系统，所述升降机构2的底部与清洗小车1固接，其顶部连接有旋转擦洗机构3。优选地，所述升降机构2为电动升降桅杆，由多节嵌套的管子和控制升降的绳索等组成，为现有产品，通过升降电机5和自动卷线器4实现电动升降桅杆的升降运动，所述清洗小车1的底部四角处设有带锁止结构的万向轮，便于车体移动和定位。

如图2，3，5所示，分别为本实用新型提供的一种单晶炉副室自动清洗装置的旋转擦洗机构主视图，倾斜俯视图以及钢珠滚轮与带槽转盘组合结构示意图。所述旋转擦洗机构3包括清洗底座311，所述清洗底座311上固接有旋转电机310，所述旋转电机310通过齿轮传动机构带动上方的旋转底板312往复旋转，所述齿轮传动机构包括齿轮一323，齿轮二324，中空套筒319，钢珠滚轮304和带槽转盘305，所述中空套筒319垂直固接于旋转底板312的下方，所述齿轮一323与旋转电机310输出轴同轴固接，所述齿轮二324套接于中空套筒319的顶部，与齿轮一323相互啮合，所述中空套筒319的底端固接有带槽转盘305，所述钢珠滚轮304固定于清洗底座311上，所述钢珠滚轮304外表面与带槽转盘305外圈的月牙形圆弧槽相配合，使得带槽转盘305，中空套筒319及其上方连接固定并支撑的旋转底板312在钢珠滚轮304的夹持下往复旋转。所述清洗底座311和旋转底座312均由径向开口325的圆盘构成，所述中空套筒319的侧壁上竖直开设有长槽，所述带槽转盘305和齿轮二324上对应设有切槽326，所述开口325，长槽和切槽326用于容纳单晶炉副室悬吊的钢丝绳及重锤进入设备中心，防止在转动过程中搅动钢丝绳而对设备造成损害，安全性更高。所述单晶炉副室自动清洗装置上设有钢丝绳固定部件(图中未示出)，用于固定钢丝绳及重锤防止其发生晃动。所述旋转底板312上方设有张紧圆环308，所述张紧圆环308由至少两个环绕分布且可水平伸缩的外壁面呈弧状的圆环单体317构成，通过向外伸张或者向内收缩实现张紧圆环308直径的调节。所述旋转擦洗机构3的顶部设有高度检测触片306，用于检测旋转擦洗机构3是否升至副室顶部，并给升降电机5发出停转指令，避免与副室顶部发生碰撞。所述清洗底座311上设有转动限位机构，所述转动限位机构由L型挡片303和限位螺栓321构成，所述带槽转盘305的上端面于其旋转运行的始末位置处各设有一个限位螺栓321，所述L型挡片303设置于两个限位螺栓321之间，用作机械限位以防止旋转电机310过转。

如图4所示，为本实用新型提供的一种单晶炉副室自动清洗装置的圆环单体结构示意图，由两个相对的圆环单体317构成擦拭材料的安装部件。如图3所示，所述圆环单体317的内侧通过连接轴309与连接杆318固接，所述连接轴309套设于直线轴承320内，由直线轴承320支撑悬空设置，所述连接轴309的两侧平行设置有两根张紧弹簧314，其一端与圆环单体317内侧连接，另一端与旋转底板312上方的弹簧固定座322连接，尼龙绳316一端与连接杆318固接，另一端与张紧电机315连接，中间由张紧滑轮313张紧，工作时，先通过张紧电机315旋转带动尼龙绳316向中间拉圆环单体317以减小张紧圆环308直径，再通过张紧电机315反转放松尼龙绳316，利用张紧弹簧314的弹力挤压圆环单体317实现张紧圆环308与副室内壁的紧密贴合，不仅调节方便，而且张紧圆环308与副室内壁紧密贴合做往复旋转运动，改善了清洗效果。所述张紧圆环308上方设有缠布治具307。所述缠布治具307的外部包裹有纤维纸，通过纤维纸压紧片302和张紧圆环308从缠布治具307上下两侧压住纤维纸，利用缠布紧固螺钉301将整体压在张紧圆环308上随张紧圆环308运动。该组合的好处在于可在设备下方将纤维纸缠好，再将整体移至设备上方安装，有效避免了工作人员在高处作业的不便。设备进入副室前，利用张紧电机315拉动尼龙绳316收缩张紧圆环308直径，使其能顺利进入副室。若以张开状态进入，设备会将灰尘推向副室顶部，大大减弱清洗效果。设备升至清洗位置后松开张紧圆环308的张紧，利用张紧弹簧314的弹力挤压需清洗的副室内壁。纤维纸与内壁以柔性力压紧，可以有效兼容内壁直径的差异，进一步提高清洗效果。所述旋转电机310和齿轮传动机构是设备旋转的动力机构，在纤维纸与副室内壁压紧时提供旋转扭力。本实用新型通过控制系统控制升降机构2和旋转擦洗机构3的运行，采用程序控制，可以确保每个设定的区域不会遗漏，清洗效果更佳，清洗效率更高。

本实用新型的操作方法为：

首先为缠布治具307包裹纤维纸，利用缠布紧固螺钉301将整体安装在张紧圆环308上；设备复位，推动清洗小车1进入清洗位置，容纳钢丝绳及重锤进入设备中心；张紧电机315旋转，通过尼龙绳316拉紧张紧圆环308，使张紧圆环308外径略小于副室内径；电动升降桅杆启动，推动旋转擦洗机构3上升进入副室内部；高度检测触片306检测到副室顶部时停止上升，张紧电机315反转，尼龙绳316被放松，此时利用张紧弹簧314的弹力挤压圆环单体317实现张紧圆环308与副室内壁的紧密贴合。张紧圆环308完全张开后，纤维纸依靠张紧弹簧314的弹力压紧副室内壁，电动升降桅杆开始下降；当电动升降桅杆下降至高度检测触片306脱离副室顶部后，旋转电机310开始往复旋转，旋转擦洗机构3边旋转边下降，清洗结束后将钢丝绳及重锤从设备中脱离。

本实用新型体积较小，操控灵活，通过旋转擦洗机构3与升降机构2的配合，解决了空间和高度的难题，实现了对单晶炉副室内壁的全面清洗，改变了传统的人工清洗方式，工作效率高，清洗效果好，省时省力，安全高效，具有广阔的应用前景，有利于推广应用。

本文中应用了具体个例对实用新型构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该实用新型构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种单晶炉副室自动清洗装置，其特征在于，包括清洗小车，升降机构，旋转擦洗机构以及控制升降机构和旋转擦洗机构运行的控制系统，所述升降机构的底部与清洗小车固接，其顶部连接有旋转擦洗机构，所述旋转擦洗机构包括清洗底座，所述清洗底座上固接有旋转电机，所述旋转电机通过齿轮传动机构带动上方的旋转底板往复旋转，所述旋转底板上方设有张紧圆环，所述张紧圆环由至少两个环绕分布且可水平伸缩的外壁面呈弧状的圆环单体构成，通过向外伸张或者向内收缩实现张紧圆环直径的调节，所述张紧圆环上方设有缠布治具。

2.根据权利要求1所述的一种单晶炉副室自动清洗装置，其特征在于，所述圆环单体的内侧通过连接轴与连接杆固接，所述连接轴套设于直线轴承内，由直线轴承支撑悬空设置，所述连接轴的两侧平行设置有两根张紧弹簧，其一端与圆环单体内侧连接，另一端与旋转底板上方的弹簧固定座连接，尼龙绳一端与连接杆固接，另一端与张紧电机连接，中间由张紧滑轮张紧，工作时，先通过张紧电机旋转带动尼龙绳向中间拉圆环单体以减小张紧圆环直径，再通过张紧电机反转放松尼龙绳，利用张紧弹簧的弹力挤压圆环单体实现张紧圆环与副室内壁的紧密贴合。

3.根据权利要求2所述的一种单晶炉副室自动清洗装置，其特征在于，所述缠布治具的外部包裹有纤维纸，通过纤维纸压紧片和张紧圆环从缠布治具上下两侧压住纤维纸，利用缠布紧固螺钉将整体压在张紧圆环上随张紧圆环运动。

4.根据权利要求3所述的一种单晶炉副室自动清洗装置，其特征在于，所述齿轮传动机构，包括齿轮一，齿轮二，中空套筒，钢珠滚轮和带槽转盘，所述中空套筒垂直固接于旋转底板的下方，所述齿轮一与旋转电机输出轴同轴固接，所述齿轮二套接于中空套筒的顶部，与齿轮一相互啮合，所述中空套筒的底端固接有带槽转盘，所述钢珠滚轮固定于清洗底座上，所述钢珠滚轮外表面与带槽转盘外圈的月牙形圆弧槽相配合，使得带槽转盘，中空套筒及其上方连接固定并支撑的旋转底板在钢珠滚轮的夹持下往复旋转。

5.根据权利要求4所述的一种单晶炉副室自动清洗装置，其特征在于，所述清洗底座和旋转底座均由径向开口的圆盘构成，所述中空套筒的侧壁上竖直开设有长槽，所述带槽转盘和齿轮二上对应设有切槽，所述开口，长槽和切槽用于容纳单晶炉副室悬吊的钢丝绳及重锤，所述单晶炉副室自动清洗装置上设有钢丝绳固定部件。

6.根据权利要求5所述的一种单晶炉副室自动清洗装置，其特征在于，所述旋转擦洗机构的顶部设有高度检测触片，所述清洗底座上设有转动限位机构，所述转动限位机构由L型挡片和限位螺栓构成，所述带槽转盘的上端面于其旋转运行的始末位置处各设有一个限位螺栓，所述L型挡片设置于两个限位螺栓之间，用作机械限位以防止旋转电机过转。

7.根据权利要求6所述的一种单晶炉副室自动清洗装置，其特征在于，所述升降机构为电动升降桅杆，通过升降电机和自动卷线器实现电动升降桅杆的升降运动。

8.根据权利要求7所述的一种单晶炉副室自动清洗装置，其特征在于，所述清洗小车的底部四角处设有带锁止结构的万向轮。

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